KR20090114812A - 증기 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적은 에너지를 이용하여 고압의 증기를 신속하고 지속적으로 발생시킬 수 있도록 한 증기 발생장치에 관한 것으로서,

상부에 발생한 증기를 배출하기 위한 증기배출구를 가지고 하부에 드레인관을 가지고 증기 발생을 위한 물을 채울 수 있도록 구비하는 아웃탱크와, 상기 아웃탱크의 내부 상측에 증기 발생으로 소모되는 물을 보충할 수 있도록 설치하는 보충수탱크와, 상기 아웃탱크에 채워진 물 내부에 증기를 발생시키도록 설치하는 수 개의 인너탱크로 구성하고,

인너탱크에서 발생하는 증기에 의하여 보충수탱크의 물이 가열되고, 인너탱크와 열교환에 의하여 아웃탱크의 물이 가열되어 증기 발생을 위하여 공급되는 물의 온도차에 의하여 열이 손실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 구성이 특징이다.

증기, 발생장치, 아웃탱크, 인너탱크

Description

증기 발생장치{STEAM GENERATOR}

본 발명은 증기 발생장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 떡을 제조할 때 필요한 증기를 적은 전력으로 고효율로 생산할 수 있도록 개선한 증기 발생장치의 제공에 관한 것이다.

증기 발생장치는 물을 가열하여 증기를 발생시키는 것이며, 이러한 증기 발생장치는 목욕시설의 사우나에 설치되어 사용되거나 떡을 제조하는 데 사용되는 것은 물론, 기타 다양한 음식물을 조리하는 용도 또는 산업계에 가열 또는 보온용 등으로 사용되고 있다.

상기와 같은 증기 발생장치는 종래에도 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있으며 대표적인 예를 도 6을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술이 적용되는 증기 발생장치(1)는, 원통 또는 박스타입으로 구비되느 케이스(2)의 내부에 증기발생에 필요한 물을 충진할 수 있도록 탱크(3)를 설치한다.

상기 탱크(3)의 내부 하측에는 탱크(3)에 충진된 물을 가열하여 증기로 만들기 위한 히터(4)가 설치되고, 상기 탱크(3)의 상부에는 물의 가열로 발생한 증기를 배출하기 위한 배출구(5)를 형성한다.

상기 탱크(3)의 하방에는 증기가 발생하면서 소모되는 물을 보충할 수 있도록 보충라인(6)을 연결하여 구성하고 있다.

상기와 같은 종래 기술에서는 큰 탱크에 채워진 물을 가열하기 위한 수단으로 구비되는 히터가 하나만 구비되기 때문에 탱크 내의 물을 가열하여 증기로 만들기 위하여 많은 에너지를 소모하여야 하므로 증기 발생장치의 크기에 비하여 전기소모량이 많은 단점이 있다.

또한, 히터가 탱크에 직접적으로 노출되어 있기 때문에 탱크에 채워진 물을 가열하여 증기를 만들고자 할 경우에는, 히터에 의하여 탱크 내의 물이 고온상태로 만들어져야 증기가 발생하게 되므로 큰 에너지를 소모하는 것에 비하여 발생 되는 증기는 저압상태이기 때문에 효율성이 저하된다.

그리고, 탱크에 채워진 물이 증기가 생성되면서 소모될 때 탱크의 하방과 연결된 보충라인을 통하여 보충되는 데, 이때 보충되는 물이 냉각상태의 것이기 때문에 탱크 내에서 가열된 상태에 있던 물과 혼합되면서 물의 온도를 급격하게 낮은 상태로 만든다.

이와 같이 보충되는 물에 의하여 온도가 낮아지게 되므로 이를 일정한 온도로 유지하고 또 증기를 발생시키기 위하여 많은 전기 에너지를 소비하여야 하는 것은 물론, 신속하게 증기를 발생시키는 것이 어렵게 되는 등 여러 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로 서 상부에 발생한 증기를 배출하기 위한 증기배출구를 가지고 하부에 드레인관을 가지고 증기 발생을 위한 물을 채울 수 있도록 구비하는 아웃탱크와, 상기 아웃탱크의 내부 상측에 증기 발생으로 소모되는 물을 보충할 수 있도록 설치하는 보충수탱크와, 상기 아웃탱크에 채워진 물 내부에 증기를 발생시키도록 설치하는 수 개의 인너탱크로 구성하고, 상기 보충수탱크의 양측에는 외부로부터 보충할 물을 공급하기 위한 인렛관과 아웃탱크로 물을 보충하기 위한 아웃렛관을 구비하고, 상기 아웃렛관은 보충수가 만충된 상태를 유지할 수 있도록 보충수탱크의 상측에 위치시키고, 상기 인너탱크의 내부에는 채워진 물을 가열하여 증기를 발생시키기 위한 발열수단으로 설치하는 수 개의 히터와, 상기 인너탱크의 상부에는 발생한 증기를 아웃탱크의 상부 증기공간으로 배출하도록 돌출시키는 증기출관과, 상기 인너탱크의 저면에 형성하여 증기 발생으로 소모되는 물을 아웃탱크로부터 공급받도록 하는 보충홀을 포함하여 구성하고, 적은 에너지를 이용하여 고압의 증기를 신속하고 지속적으로 발생시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 적은 전기에너지를 이용하여 고압의 증기를 신속하고 지속적으로 발생시킬 수 있도록 함으로서 저렴한 비용으로 고효율의 증기발생장치를 제공하여 이용자들의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하면서 다양한 분야에 활용할 수 있는 등 기대되는 효과가 많은 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람 직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치를 도시한 전체 사시도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 B - B선을 따라서 취한 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치를 발췌하여 도시한 파절 사시도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 사용상태를 도시한 도면으로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 증기 발생장치(100)는 원통 또는 사각형상으로 증기 발생을 위한 물을 채울 수 있고, 상부에는 발생한 증기를 배출하기 위한 증기배출구(101)를 가지고 하부에는 청소 등을 위한 드레인관(102)을 가지는 아웃탱크(103)를 구비한다.

상기 아웃탱크(103)의 내부 상측에는 증기 발생으로 소모되는 물을 보충할 수 있도록 보충수탱크(104)를 구비하고, 상기 아웃탱크(103)에 채워진 물 내부에는 실질적으로 증기를 발생시키기 위한 수 개의 인너탱크(105)를 설치한다.

상기 보충수탱크(104)의 양측에는 외부로부터 보충할 물을 공급하기 위한 인렛관(106)과 아웃탱크(103)로 물을 보충하기 위한 아웃렛관(107)을 구비하고, 상기 아웃렛관(107)은 보충수탱크(104)의 상측에 위치시켜 보충수탱크(104)에 보충수가 만충된 상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 보충수탱크(104)에 채워진 보충수가 아웃탱크(103)로 공급되는 것은 아웃탱크(103)의 수위를 감지하는 센서에 의하여 순환펌프가 작동하여 소모된 만큼 보충할 수 있도록 한다.

상기 인너탱크(105)의 내부에는 인너탱크(105) 내부에 채워진 물을 가열하여 증기를 발생시키기 위한 발열수단으로 수 개의 히터(110)를 설치하고, 상기 인너탱크(105)의 상부에는 발생한 증기를 아웃탱크(103)의 상부 증기공간으로 배출하기 위한 수 개의 증기출관(111)을 돌출시킨다.

상기 증기출관(111)의 높이는 아웃탱크(103) 내에 채워지는 물의 최대수위(L)보다 높은 위치에 있도록 하여 물이 역류하는 현상을 방지할 수 있도록 하고, 상기 인너탱크(105)의 저면에는 증기 발생으로 소모되는 물을 아웃탱크(103)로부터 공급받을 수 있도록 수 개의 보충홀(112)을 형성하여 구성한다.

상기 보충수탱크(104)는 발생한 증기를 모아서 배출하기 위한 증기공간에 위치하여 증기에 의하여 내부의 보충수가 가열된 상태에서 아웃탱크(103)로 공급되고, 아웃탱크(103)에 채워진 물은 인너탱크(105)에 의하여 가열된 상태에서 공급되므로 온도차 발생으로 인한 열손실을 줄일 수 있게 된다.

또한 아웃탱크(103)의 물이 인너탱크(105)로 바로 유입되지 않는 것은 인너탱크(105)에서 발생하는 증기의 압력 때문에 보충홀(112)을 통하여 물이 바로 유입되지 못하고 증기 발생으로 소모된 만큼 유입되게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 증기 발생장치(100)는,

초기에는 아웃탱크(103)의 내부에 최대수위(L)로 물이 채워지고, 아웃탱크(103)의 내부 상,하측에 설치되는 보충수탱크(104)와 수 개의 인너탱크(105)에도 물이 채워진 상태에 있게 된다.

이러한 상태에서 인너탱크(105)에 설치되는 히터(110)에 전원이 공급됨으로서 발열이 일어나고, 인너탱크(105)에 채워진 소량의 물은 신속하게 가열되어 증기를 발생시키게 된다.

상기와 같이 인너탱크(105)가 가열되면서 발생하는 열은 아웃탱크(103)에 채워진 물과 열교환을 수행함으로서 결국에는 아웃탱크(103)에 채워진 물도 증기를 발생한 수준은 아니지만 온도가 상승한 상태를 유지하게 된다.

또한, 아웃탱크(103)의 내부 상측에 설치되는 보충수탱크(104) 또한 인너탱크(105)에서 발생한 증기가 배출되기 위하여 모이는 부위에 설치되어 있으므로 인너탱크(105)에서 발생하는 증기에 의하여 보충수탱크(105) 내에 채워진 물도 온도가 상승한 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 증기를 발생시키기 위한 초기에는 인너탱크(103)와 보충수탱크(104) 및 인너탱크(105)에 채워진 물이 차가운 상태이기 때문에 가열과 열교환에 따르는 열원을 많이 필요로 하게 된다.

그러나, 인너탱크(105)에서 증기가 발생하면서 열원에 의하여 열교환이 이루어진 상태에서는 최적의 온도를 항상 유지하고 있는 상태이기 때문에 인너탱크(105)에 채워진 물을 가열하여 증기로 발생시키는 데 큰 열원을 필요로 하지 않게 되므로 신속하게 증기를 발생시킬 수 있는 것은 물론, 고압의 증기를 생산할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 인너탱크(105)에 채워진 물이 히터(110)에 의하여 가열되어 증기출관(111)을 통하여 아웃탱크(103)의 최대수위(L) 위쪽으로 배출되고, 아웃탱크(103) 에 모여진 증기는 배출구(101)를 통하여 외부로 배출되어 사용되어 진다.

상기와 같이 인너탱크(105)에 채워진 물이 가열되어 증기로 만들어져 배출되면, 인너탱크(105)의 저면에 형성되는 보충홀(112)을 통하여 아웃탱크(103)에 있는 물이 유입되어 보충되는 것이다.

또한, 아웃탱크(103)의 물이 인너탱크(105)로 공급되어 보충되면 아웃탱크(103)로의 물이 보충되는 것은 아웃탱크(103)의 내부 상측에 설치되는 보충수탱크(104)로부터 공급받게 되는 것이다.

물론, 상기 보충수탱크(104)에서 아웃탱크(103)로 보충되는 물과 아웃탱크(103)에서 인너탱크(105)로 보충되는 물론 열교환 또는 증기에 의하여 일정한 수준으로 온도가 상승 된 상태이기 때문에 증기를 발생시키는 데 더 많은 열원을 필요로 하지 않게 되므로 열효율을 극대화할 수 있는 것이다.

그리고, 증기가 발생한 상태에서 고온 상태가 계속하여 유지될 경우에는 건조한 형태의 증기로 변하게 되는 데, 이 과정에서 보충수탱크(104)에 차가운 물을 공급하면 고온의 증기와 열교환으로 습기를 적절한 상태로 가지는 최적의 증기상태로 변환하여 배출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치를 도시한 전체 사시도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 B - B선을 따라서 취한 단면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치를 발췌하여 도시한 파절 사시도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 증기 발생장치의 사용상태를 도시한 도면.

도 6은 종래 기술이 적용된 증기 발생장치를 도시한 단면 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 증기 발생장치

103; 아웃탱크

104; 보충수탱크

105; 인너탱크

110; 히터

111; 증기출관

112; 보충홀

Claims (3)

1. 상부에 발생한 증기를 배출하기 위한 증기배출구(101)를 가지고 하부에 드레인관(102)을 가지고 증기 발생을 위한 물을 채울 수 있도록 구비하는 아웃탱크(103)와;

   상기 아웃탱크(103)의 내부 상측에 증기 발생으로 소모되는 물을 보충할 수 있도록 설치하는 보충수탱크(104)와;

   상기 아웃탱크(103)에 채워진 물 내부에 증기를 발생시키도록 설치하는 수 개의 인너탱크(105)로 구성하고;

   상기 보충수탱크(104)의 양측에는 외부로부터 보충할 물을 공급하기 위한 인렛관(106)과 아웃탱크(103)로 물을 보충하기 위한 아웃렛관(107)을 구비하고;

   상기 아웃렛관(107)은 보충수가 만충된 상태를 유지할 수 있도록 보충수탱크(104)의 상측에 위치시키고;

   상기 인너탱크(105)의 내부에는 채워진 물을 가열하여 증기를 발생시키기 위한 발열수단으로 설치하는 수 개의 히터(110)와;

   상기 인너탱크(105)의 상부에는 발생한 증기를 아웃탱크(103)의 상부 증기공간으로 배출하도록 돌출시키는 증기출관(111)과;

   상기 인너탱크(105)의 저면에 형성하여 증기 발생으로 소모되는 물을 아웃탱크(103)로부터 공급받도록 하는 보충홀(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 보충수탱크(104)에 채워진 보충수는 인너탱크(105)가 발생시킨 증기에 의하여 가열된 상태에서 아웃탱크(103)로 공급되도록 하고;

   상기 아웃탱크(103)에 채워진 물은 인너탱크(105)와 열교환에 의하여 가열된 상태에서 인너탱크로 공급되는 것을 특징으로 하는 증기 발생장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 증기출관(111)의 높이는 아웃탱크(103) 내에 채워지는 물의 최대수위(L)보다 높은 위치에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생장치.

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